
構造的遺伝または皮質的遺伝とは、自己永続的な空間構造による生体内のエピジェネティック特性の伝達です。これは、既知の遺伝的変異の大部分を占めるDNA配列に見られるようなデジタル情報の伝達とは対照的です。
構造遺伝の例には、スクレイピー(羊や山羊)、牛海綿状脳症(「狂牛病」)、クロイツフェルト・ヤコブ病などの病気の感染性タンパク質であるプリオンの伝播が含まれる(ただし、プリオン伝播のタンパク質のみの仮説は最近まで異論のあった)。[1]遺伝性タンパク質構造に基づくプリオンは酵母にも存在する。[2] [3] [4]構造遺伝は、ゾウリムシ[5] やテトラヒメナ[ 6]などの原生動物の繊毛の向きや、テトラヒメナ[6]やカタツムリの殻の細胞のらせんの「利き手」にも見られる。中心小体などの一部の細胞器官にも構造遺伝があり、細胞自体(細胞膜によって定義される)も構造遺伝の例である可能性がある。構造継承の分子メカニズムと遺伝情報の伝達における標準的なワトソン・クリック塩基対形成メカニズムの違いを強調するために、「エピジェネティックテンプレート」という用語が導入されました。[7] [8]
歴史
構造的遺伝は、 1930年代後半に原生動物の研究中にトレイシー・ゾンネボーンらによって発見された。ゾンネボーンはゾウリムシの研究中に、皮質の構造は遺伝子や液体細胞質ではなく、繊毛虫の表面の皮質構造に依存していることを実証した。既存の細胞表面構造は、何世代にもわたって受け継がれるテンプレートを提供した。[9]
ジョン・R・プリアー・ジュニアは、ゾンネボーンの研究を追って、「表面構造の配置は遺伝するが、その方法は不明である。マクロ核は、未知の神秘的なメカニズムによって、その特性の多くを新しいマクロ核に引き継ぐ」と述べている。[10]
他の研究者は、「皮質遺伝現象(および関連する非遺伝子的、エピジェネティックなプロセス)は、生命の基本的な生殖単位は核酸分子ではなく、驚くほど多用途で無傷の生きた細胞であることを思い起こさせる」という結論に達しました。[引用が必要]
構造的遺伝の研究は拡張進化論的総合の一部である。[11]
大衆文化では
ニューズウィーク誌の記事では、「ミジンコの中には捕食者を撃退するトゲのあるヘルメットをかぶっているものもいるが、DNA配列が同一のものでも頭部がむき出しのものもある。両者の違いは遺伝子ではなく母親の経験である。母親が捕食者と遭遇した場合、その子孫はヘルメットをかぶる。これを「母親を噛めば娘と戦う」効果と呼ぶ人もいる。母親が脅威にさらされずに生活した場合、その子孫はヘルメットをかぶらない。DNAは同じだが、特徴が異なる。どういうわけか、母親の経験、DNA配列だけでなく、子孫に受け継がれているのだ。」[12]
構造的遺伝のさまざまな追加例が、最近出版された書籍「生物形態の起源」に掲載されています。
参考文献
- ^ Soto C、Castilla J (2004 年 7 月)。「プリオン伝播に関する物議を醸すタンパク質のみの仮説」Nat. Med . 10 Suppl (7): S63–7. doi :10.1038/nm1069. PMID 15272271. S2CID 8710254.
- ^ Masison DC, Wickner RB (1995年10月). 「酵母Ure2pのプリオン誘導ドメインとプリオン含有細胞におけるUre2pのプロテアーゼ耐性」. Science . 270 (5233): 93– 5. Bibcode :1995Sci...270...93M. doi :10.1126/science.270.5233.93. PMID 7569955. S2CID 42262547.
- ^ Tuite MF、 Lindquist SL(1996年11月)。「酵母プリオンの維持と継承」。Trends Genet。12 (11):467–71。doi :10.1016 / 0168-9525(96)10045-7。PMID 8973157 。
- ^ Serio TR、Cashikar AG、Kowal AS、Sawicki GJ、Lindquist SL (2001)。「酵母における遺伝のメカニズムとしてのSup35タンパク質構造の自己永続的変化」。Biochem . Soc. Symp . 68 (68): 35– 43. doi :10.1042/bss0680035. PMID 11573346. S2CID 20173430。
- ^ Beisson J, Sonneborn TM (1965年2月). 「paramecium aureliaにおける細胞皮質組織の細胞質継承」Proc. Natl. Acad. Sci. USA 53 (2): 275– 82. Bibcode :1965PNAS...53..275B. doi : 10.1073/pnas.53.2.275 . PMC 219507 . PMID 14294056.
- ^ ab Nelsen EM、 Frankel J 、 Jenkins LM (1989 年 3 月)。「細胞性利き手の非遺伝子継承」(PDF)。開発。105 (3): 447– 56。doi :10.1242/dev.105.3.447。PMID 2612360 。
- ^ Viens A、Mechold U、Brouillard F、Gilbert C、Leclerc P、Ogryzko V (2006 年 7 月)。「ヒトヒストン H2AZ 沈着の生体内分析は、エピジェネティック テンプレート機構におけるその直接的な役割を否定する」。Mol . Cell. Biol . 26 (14): 5325– 35. doi :10.1128/MCB.00584-06. PMC 1592707. PMID 16809769 。
- ^ Ogryzko VV (2008). 「エルウィン・シュレーディンガー、フランシス・クリックとエピジェネティック安定性」. Biol. Direct . 3:15 . doi : 10.1186/1745-6150-3-15 . PMC 2413215. PMID 18419815 .
- ^ Preer JR (2006年3月). 「Sonnebornと細胞質」.遺伝学. 172 (3): 1373–7 . doi :10.1093/genetics/172.3.1373. PMC 1456306. PMID 16554410 .
- ^ Preer JR (1997年2月). 「ゾウリムシの遺伝学に何が起こったのか?」遺伝学. 145 (2): 217– 25. doi :10.1093/ genetics /145.2.217. PMC 1207789. PMID 9071578.
- ^ 「構造的継承:発達のテンプレートとしての親」。Extended Evolutionary Synthesis。
- ^ Sharon Begley 2009年1月17日 (2009-01-17)。「Begley: ダーウィンは進化論について間違っていたのか?」 Newsweek 。 2011年6月30日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)
